橡胶模具化学镀镍磷合金替代镀铬的应用研究

李成龙 曲晓东 张起富 李文胜/大连长丰实业总公司

0 引言

橡胶模具制造和修理时，曾出现复杂模具镀铬厚度不均匀、深孔或凹槽镀层尺寸不达标甚至无镀层的情况。传统镀铬通过象形阳极和工装设计，基本可以满足生产要求，但诸如前处理准备复杂、周期较长、厚度均匀性仍需依靠抛光来保证等问题无法避免，目前还没有明确的替代应用方法。

通过查阅电镀技术资料、科技论著等文献发现，化学镀镍磷合金（含磷7%～15%，简称化学镀镍）热处理后具有较高的硬度、结合强度、耐磨性和抗腐蚀性，可以抛光，镀层均匀，在工程塑料、陶瓷加工等领域可以替代镀铬，已开展应用。为此，本文对模具硫化所需的镀层特性进行深入的应用对比分析。

1 镀层特性检测分析

橡胶模具硫化时，作为模具的底层，镀层必须具有较高的耐磨性和硬度，以保证多次硫化时模具不被损伤，并持续提供较低的粗糙度值。所以，镀层的显微硬度值及摩擦系数是两个重要的指标。

1.1 镀层硬度分析

选用三组45#钢试片，分别进行镀铬、化学镀镍、厚度为30 ～40μm 的化学镀镍+温度为300℃的热处理，显微硬度的对比数值见表1。按照镀硬铬的工艺要求，硬铬的显微硬度不应低于700HV。从表1 看出，化学镀镍后显微硬度不低于400HV，化学镀镍热处理后显微硬度不低于700HV，热处理后的硬度值与铬层接近。部分文献采取450℃的热处理温度，硬度值更高于普通镀铬（约1000HV）。

1.2 镀层耐磨性分析

相关资料表明，化学镀镍的摩擦系数较小，在润滑条件下，化学镀镍层相对钢的摩擦因素约为0.13，在非润滑条件下，干摩擦系数约为0.4。……